WWW.DIS.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |   ...   | 11 |

Автономный инвертор, повышающий эксплуатационные характеристики солнечных электростанций апк

-- [ Страница 4 ] --

Основным недостатком схем ТВМП с фазосдвигающим конденсатором является их чувствительность к изменениям режимов работы нагрузки, что приводит к искажению формы вращающегося магнитного поля и, соответственно, к усилению несимметричного режима работы [30].

Рисунок 2.3 – Принципиальная электрическая схема однофазно-трехфазного ТВМП 2.2 Автономные инверторы на однофазно-трхфазных трансформаторах с вращающимся магнитным полем В настоящее время известно технические решения АИ, выполненных на однофазно-трхфазных ТВМП и принципиальная силовая электрическая схема приведены на рисунке 2.4, а конструкция магнитопровода – 2. [63, 64].

Основными недостатками рассмотренной схемы являются:

– сложность изготовления магнитной системы ТВМП;

– относительно низкая наджность работы и КПД (8 силовых транзисторных ключей);

– при необходимости повышения мощности АИ к транзисторным ключам параллельно подключаются дополнительные транзисторы, что значительно ухудшает КПД и показатели наджности АИ;

– относительно сложная система управления и защиты, а также ограниченный диапазон стабилизации напряжения.

Рисунок 2.4 – Принципиальная электрическая схема ТВМП Рисунок 2.5 – Устройство магнитопровода ТВМП Лучшие ЭТХ имеют схемы АИ, выполненные на резонансном инверторе (рисунок 2.6).

Напряжение источника питания постоянного тока Ud прикладывается к входу резонансного инвертора, выполненного на транзисторах VT1, VT2 и конденсаторе С1. Если в исходном состоянии конденсатор инвертора С1 разряжен, то для формирования положительной полуволны напряжения в первичных обмотках a и b трансформатора ТВМП блок управления БУ формирует управляющие импульсы которые поступают на транзистор VT1, и он открывается, а конденсатор инвертора С1 начинает заряжаться таким образом, что его выводы будут иметь потенциалы, как указаны на рисунке 2.6. При этом ток заряда конденсатора С1 будет протекать через первичные обмотки W11 и W12 трансформатора ТВМП и фазосдвигающий конденсатор СФ. Для формирования отрицательной полуволны напряжения в первичных обмотках трансформатора блок управления БУ закрывает транзистор VT1 и открывает транзистор VT2. В этом случае конденсатор инвертора C1 будет источником питания для нагрузки и его ток разряда будет протекать по первичным обмоткам трансформатора ТВМП, а фазосдвигающий конденсатор СФ в обратном направлении.

Рисунок 2.6 – Функциональная схема трхфазного инвертора на базе ТВМП Таким образом, попеременная работа транзисторов VT1 и VT2 приводит к тому, что по первичным обмоткам W11 и W12 трансформатора ТВМП протекает переменный ток, который вызывает действие переменного магнитного потока в магнитопроводе трансформатора. Поскольку первичные обмотки W11 и W12 смещены в пространстве одна относительно другой на угол 90 о и подключены через фазосдвигающий конденсатор СФ, то в магнитопроводе трансформатора образуется вращающееся магнитное поле, вызывающее действие ЭДС во вторичных обмотках, размещнных на сердечнике ТВМП. Так как три вторичные обмотки трансформатора сдвинуты одна относительно другой на угол 120о, то на их выводах А, В и С формируется симметричная трехфазная система напряжений переменного тока [60].

Недостатками рассмотренной схемы являются то, что при мощности больше 1 кВт значительно увеличивается масса АИ, из-за увеличения массы конденсаторов и искажение формы напряжения магнитного поля в несимметричных режимах.

Схема АИ, приведнная на рисунке 2.7, имеет лучшие ЭТХ по сравнению с резонансным инвертором. Однако в несимметричных режимах работы также искажается форма магнитного поля и соответственно снижается качество выходного напряжения преобразователя.

Рисунок 2.7 – Принципиальная электрическая схема АИ с трехфазным выходом на однофазно-трхфазном ТВМП 2.3 Разработка функциональной схемы автономного инвертора с улучшенными эксплуатационно-техническими характеристиками Чтобы форма вращающегося магнитного поля не искажалась разработана функциональная схема АИ, выполненная с использованием двух однофазных инверторов, подключнных к одному источнику напряжения постоянного тока. При этом каждый из инверторов подключн к одной из двух первичных обмоток ТВМП со средней точкой. На рисунке 2.8 приведена функциональная схема АИ, а на рисунке 2.9 – диаграммы напряжений и магнитных потоков, поясняющие принцип его работы. На рисунке 2.10 изображена разврнутая схема обмоток и график МДС ТВМП.

ГПН ФСУ

Рисунок 2.8 – Функциональная электрическая схема трхфазного инвертора на ТВМП Рисунок 2.9 – Диаграммы напряжений и магнитных потоков, поясняющая принцип работы трхфазного инвертора Инвертор содержит однофазно-трхфазный ТВМП T, который имеет две первичные обмотки W11 и W12, размещенные на тороидальной части и сдвинутые в пространстве друг относительно друга под углом 90 о. Средние точки первичных обмоток ТВМП соединены между собой и подключены к отрицательному выводу источника напряжения постоянного тока. Начала и концы первичных обмоток W11 и W12, через транзисторные ключи VT1, VT2 и VT3, VT4, подключены к положительному выводу источника электроэнергии. Три вторичные обмотки W21, W22, W23 размещены на сердечнике ТВМП под углом 120о друг относительно друга и соединены по схеме «звезда». Конденсатор С1 выполняет функцию входного фильтра АИ1 и АИ2. Система управления СУ содержит трансформаторно-выпрямительный блок ТВБ, генератор пилообразного напряжения ГПН, фазосдвигающее устройство ФСУ, генератор высокой частоты ГВЧ, формирователи импульсов ФИ1 и ФИ2, распределители импульсов РИ1 и РИ2.



Автономный инвертор работает следующим образом. Напряжение источника постоянного тока UВХ прикладывается к входным выводам, которые являются входами первого АИ1 и второго АИ2 однофазных инверторов. При переменной работе транзисторов VT1 и VT2 инвертора АИ1, а также VT3 и VT4 инвертора АИ2 в первичных обмотках ТВМП протекают переменные токи, вызывающие действие переменных магнитных потоков Ф1 и Ф2 (рисунок 2.9, д, и). В магнитопроводе трансформатора Т эти потоки суммируются, создавая суммарный поток Ф, который образует круговое вращающее магнитное поле и вызывает действие ЭДС во вторичных обмотках W21, W22, W23.

При дестабилизирующих факторах на выходных выводах АИ А, В, С система управления СУ обеспечивает стабилизацию выходного напряжения UВЫХ. Система управления работает следующим образом. Генератор пилообразного напряжения ГПН генерирует опорный сигнал UГПН (рисунок 2.9, а), который поступает на формирователь импульсов ФИ1 и фазосдвигающее устройство ФСУ (рисунок 2.8).

Рисунок 2.10 – Разврнутая схема обмоток трансформатора с вращающимся магнитным полем трхфазного инвертора и соответствующий график МДС На второй вход формирователя импульсов ФИ1 поступает ведущий сигнал UТВБ от трансформаторно-выпрямительного блока ТВБ (рисунок 2.9, а). Когда UГПН UТВБ задатся время открытого состояния транзисторов (рисунок 2.9, б), на третий вход формирователя импульсов ФИ1 поступает сигнал от генератора высокой частоты ГВЧ, формирующий сигнал ШИМ, который через распределитель импульсов РИ1 поступает на управляющие электроды транзистора VT1 или VT2 (рисунок 2.9, в, г). Фазосдвигающее устройство ФСУ осуществляет электрический сдвиг опорного сигнала UГПН на 90о (рисунок 2.9, е), в результате чего сдвигаются на 90о управляющие импульсы, поступающие на управляющие электроды транзистора VT3 или VT4 инвертора АИ2 (рисунок 2.9, ж, з). В следствие этого в первичных обмотках протекают токи, создающие переменные магнитные потоки, сдвинутые на 90о, и в магнитопроводе трансформатора наводится суммарный поток Ф1 (рисунок 2.9, к). К примеру, при уменьшении напряжения на выходе трхфазного инвертора сигнал UТВБ уменьшается (рисунок 2.9, л) и, соответственно, уменьшается угол управления транзисторами 1 (рисунок 2.9, м). Это увеличивает время открытого состояния транзисторов однофазных инверторов, что увеличивает величину суммарного магнитного потока Ф2 (рисунок 2.9, р) и выходное трхфазное напряжение на выводах А В С. При этом фазосдвигающее устройство постоянно обеспечивает угол сдвига фаз между выходными напряжениями первого и второго инверторов в 90о [43, 70].

Новизна технического решения предложенной схемы АИ, выполненной на однофазно-трхфазном ТВМП, подтверждена патентом РФ [70].

Конструктивно ТВМП могут быть выполнены на базе магнитных систем электрических машин (радиальной или торцевой конструкции) [30].

Важной особенностью их расчта является то, что первичная и вторичная обмотка располагаются на статоре, а отсутствие вращающихся частей позволяет уменьшить воздушный зазор между статором и ротором, что повышает КПД магнитной системы ТВМП, но создат определнные трудности в разработке системы охлаждения [43].

Исходными данными для расчта являются:

– мощность на выходе Р2, (Вт);

– коэффициент мощности нагрузки cos;

– первичное и вторичное напряжение U1, U2 (В);

– частота выходного напряжения f, (Гц).

Так как ТВМП выполнен на базе асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором, то и расчт обмоток производится аналогично по существующим методикам расчта двигателей.

Однако при конструировании необходимо учитывать следующее:

– при расчте сечения проводников, следует принимать во внимание условия охлаждения;

– первичные полуобмотки, расположенные в одних пазах, необходимо дополнительно изолировать друг от друга, так как при протекании тока по одной из обмоток другая оказывается под воздействием высокого потенциала, что может привести к пробою изоляции.

2.4 Особенности расчта автономного инвертора Как известно, чтобы выбрать электронные приборы для силовой схемы АИ, необходимо знать в основном два параметра: максимальный ток, протекающий через полупроводниковый прибор, и обратное максимальное напряжение.

Кроме того, при расчтах силовых схем АИ принимаются следующие допущения:

– коммутация транзисторов и диодов происходит мгновенно, их сопротивления в открытом состоянии равно нулю;

– потери в элементах схемы отсутствуют;

– внутреннее сопротивление источника напряжения постоянного тока равно нулю.

На рисунке 2.11, а представлена схема инвертора на транзисторах VT 1 – VT 4, зашунтированных обратными диодами VD 1 —VD 4, которые служат для возврата реактивной мощности нагрузки в источник постоянного тока.

На рисунке 2.11, б представлены диаграммы, иллюстрирующие работу схемы. Когда открыты транзисторы VT1 и VT4, напряжение на нагрузке имеет полярность, указанную на рисунке 2.11, а (без скобок), а ток нагрузки нарастает по экспоненциальному закону. В момент t = поступают управляющие импульсы на транзисторы VT1, VT4 и отпирающие VT2, VT3 Поскольку ток iH в индуктивности нагрузки не может измениться скачком, то он продолжает протекать в том же направлении, но уже не через транзисторы VT l и VT 4, а через диоды VD 2 и VD 3, которые включаются при выключении транзисторов VT X и КГ4 из-за возникновения противо-ЭДС индуктивности нагрузки, превышающей напряжение источника питания Ud.

Включение диодов VD 3 и VD 2 приводит к изменению знака напряжения нагрузки на противоположное (полярность, указанная на рисунок 2.11, а (в скобках). Под воздействием встречного напряжения ток нагрузки iН, протекающий через диоды VD 3, VD 2 источник питания, будет уменьшаться также по экспоненциальному закону. При спадании тока iН до нуля (в момент t = t1) диоды VD 3 и VD 2 выключаются и ток нагрузки начинают проводить транзисторы VT 2 и VT 3, на базах которых с момента t = : присутствует управляющий импульс. Далее аналогичные процессы периодически повторяются.

Таким образом, напряжение на нагрузке будет переменным, ближе к прямоугольной форме, а ток нагрузки будет иметь экспоненциальную форму.



Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |   ...   | 11 |
 

Похожие материалы:

« САМСОНОВ Юрий Алексеевич СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МОНОРЕЛЬСОВЫХ ВНУТРЕННИХ ТРАНСПОРТНЫХ СИСТЕМ ПРЕДПРИЯТИЙ АГРОПРОМЫШЛЕННОГО КОМПЛЕКСА ПУТЕМ ПРИМЕНЕНИЯ ЛИНЕЙНОГО АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ 1 05.20.02 – Электротехнологии и электрооборудование в сельском хозяйстве Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук Научный руководитель доктор технических наук, профессор А.П. Епифанов Санкт-Петербург – Пушкин - 2014 2 ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ …………………………………………………………………….………5 ГЛАВА ...»

« БАРАКИН Николай Сергеевич ПАРАМЕТРЫ ОБМОТКИ СТАТОРА И РЕЖИМЫ АСИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА, ПОВЫШАЮЩИЕ КАЧЕСТВО ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ ДЛЯ ПИТАНИЯ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ ПОЧВЕННОЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ЛАБОРАТОРИИ Специальность: 05.20.02. - Электротехнологии и электрооборудование в сельском хозяйстве Диссертация на соискание ...»

«СПИРИДОНОВ АНАТОЛИЙ БОРИСОВИЧ ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ ДРАЖИРОВАНИЯ СЕМЯН ЛЬНА-ДОЛГУНЦА Специальность 05.20.02 – электротехнологии и электрооборудование в сельском хозяйстве Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук Научный руководитель: д.т.н., профессор Касаткин Владимир Вениаминович Ижевск – 2014 2 ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………………. 5 1 АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА…………………………………………. 8 1.1 Состояние и перспективы развития льняного ...»

« ВОЛКОВ ВЛАДИМИР СЕРГЕЕВИЧ РАЗРАБОТКА РЕСУРСО- И ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩЕГО ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО СПОСОБА МЕХАНОАКТИВАЦИИ ВИТАМИНИЗИРОВАННОЙ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНОЙ КОРМОВОЙ ДОБАВКИ Специальность: 05.20.02. – Электротехнологии и электрооборудование в сельском хозяйстве Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук Научный руководитель: д.т.н., профессор Беззубцева М.М. Санкт-Петербург 2014 2 ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………………………. 4 Глава 1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ...»

« Еремочкин Сергей Юрьевич ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ МОБИЛЬНЫХ МАШИН В АПК НА ОСНОВЕ ВЕКТОРНО-АЛГОРИТМИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ Специальность 05.20.02 - Электротехнологии и электрооборудование в сельском хозяйстве Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук Научный руководитель - доктор технических наук, профессор Халина Т.М. Барнаул - 2014 2 ОГЛАВЛЕНИЕ Стр. Введение Глава 1. Обоснование выбора типа электродвигателя и анализ существующих методов ...»

« Хныкина Анна Георгиевна ОБОСНОВАНИЕ ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ И РЕЖИМОВ НИЗКОВОЛЬТНОГО АКТИВАТОРА ДЛЯ ПРЕДПОСЕВНОЙ ОБРАБОТКИ СЕМЯН ЛУКА Специальность: 05.20.02 – электротехнологии и электрооборудование в сельском хозяйстве Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук Научный руководитель к.т.н., доцент кафедры физики Рубцова Елена Ивановна Ставрополь 2014 2 СОДЕРЖАНИЕ стр. ВВЕДЕНИЕ 4 АНАЛИЗ ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИЙ И УСТРОЙСТВ ДЛЯ 10 1 ПРЕДПОСЕВНОЙ ...»

« ВАЛЕЕВ РУСЛАН АЛЬФРЕДОВИЧ ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОБЛУЧЕНИЯ МЕРИСТЕМНЫХ РАСТЕНИЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СВЕТОДИОДНЫХ УСТАНОВОК Специальность 05.20.02 – электротехнологии и электрооборудование в сельском хозяйстве Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук Научный руководитель: 1 Доктор технических наук, профессор Кондратьева Н.П. Ижевск 2014 2 Оглавление ВВЕДЕНИЕ 1.АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИИ ВЫРАЩИВАНИЯ МЕРИСТЕМНЫХ РАСТЕНИЙ И ИСТОЧНИКОВ ОПТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ...»

« Нигматулин Ильдар Дагиевич ИССЛЕДОВАНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ РАБОТЫ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ТРАКТОРОВ, ОСНАЩЕННЫХ ГАЗОБАЛЛОННЫМ ОБОРУДОВАНИЕМ Специальность 05.20.03 – Технологии и средства технического обслуживания в сельском хозяйстве ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата технических наук. Научный руководитель: доктор технических наук, доцент Володин В.В. Саратов – 2014 2 Содержание СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ 1 1.1 Системы ...»

« Кожевников Юрий Александрович РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ УСТАНОВКИ ПРИГОТОВЛЕНИЯ КОМПОЗИТНОГО КОТЕЛЬНОГО БИОТОПЛИВА ИЗ ОТХОДОВ ЖИВОТНОВОДЧЕСКИХ ФЕРМ И НЕФТЕХОЗЯЙСТВ 05.20.01 – технологии и средства механизации сельского хозяйства Диссертация на соискание степени кандидата технических наук научный руководитель: д.т.н., профессор, академик РАСХН, заслуженный деятель науки РФ Стребков Д.С. Москва – 2014 2 СОДЕРЖАНИЕ Введение ………………………………………………………………………………………. 6 Актуальность ...»




 
© 2013 www.dis.konflib.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.